第2課時

電解原理的應(yīng)用新人教版化學(xué)選擇性必修一第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第二節(jié)電解池溫故知新【回顧】分析右圖所示惰性電極(石墨)電解飽和食鹽水，并完成下列填空。

通電前：溶液中的離子有：

，

通電后：①移向陽極的離子

，

陽極反應(yīng)：

(

反應(yīng))

②移向陰極的離子

，

陰極反應(yīng)：

(

反應(yīng))。

③總反應(yīng)：

，

離子方程式：

。2NaCl+2H2O===

Cl2↑+H2↑+2NaOH

電解2Cl-+2H2O===

Cl2↑+H2↑+2OH-電解Na＋、Cl－、H＋、OH－Cl－、OH－2Cl－－2e－===Cl2↑氧化Na＋、H＋2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－還原任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)【分析總結(jié)】閱讀教材p106頁，回答下列問題?！締栴}1】

氯堿工業(yè)的概念

習(xí)慣上把電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做氯堿工業(yè)。重要化工原料陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑陰極：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－總反應(yīng)：【問題2】電解飽和食鹽水的原理(用惰性電極電解)2NaCl+2H2O===

Cl2↑+H2↑+2NaOH

電解任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)【思考】能否用該電解池制備Cl2、H2

和NaOH?2NaCl＋2H2O電解H2↑＋2NaOH＋Cl2↑陰極區(qū)域陽極區(qū)域原因一：Cl2與NaOH反應(yīng)原因二：H2與Cl2混合易爆炸H2＋

Cl22HCl一定條件Cl2＋2OH-

ClO-

＋

Cl-

＋H2O不能，原因如下：【思考交流】如何怎樣改進(jìn)上述裝置呢?任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)離子交換膜又叫隔膜，由高分子特殊材料制成的。含義作用能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。能選擇性地通過離子，起到平衡電荷，形成閉合回路的作用。使用離子交換膜任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)陽離子交換膜：只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過。陰離子交換膜：只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過。陽離子交換膜陰離子交換膜質(zhì)子交換膜H+H+質(zhì)子交換膜：只允許質(zhì)子(H+)和水分子通過。離子交換膜的分類和應(yīng)用任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)Na+H+Cl-H2Cl2NaOH溶液淡鹽水H2O(含少量NaOH)精制飽和NaCl溶液OH-Na+陽離子交換膜Na+H+OH-Cl-陰極陽極e-e-裝置改進(jìn)3.氯堿工業(yè)的生產(chǎn)流程(1)陽離子交換膜電解槽(2)陽離子交換膜的作用：①能傳導(dǎo)溶液中的陽離子；②阻止陰離子和氣體分子通過。(3)陰極室加入含少量NaOH的水目的：增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性。NaOH精制飽和NaCl溶液Na+任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)任務(wù)一

認(rèn)識氯堿工業(yè)4.氯堿工業(yè)產(chǎn)品及其應(yīng)用1.正誤判斷課堂練習(xí)(1)電解飽和食鹽水時，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑(2)氯堿工業(yè)電解槽中滴入酚酞溶液，變紅色的區(qū)域?yàn)殛枠O區(qū)(3)電解飽和食鹽水時，陽極和陰極都可以選擇金屬材料(如鐵)(4)電解飽和NaCl溶液可以制取金屬鈉××××2.工業(yè)上常利用如圖裝置電解制備LiOH，兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。電極B區(qū)電解液為______(填化學(xué)式)溶液，陽極電極反應(yīng)式為__________________，電解過程中Li＋向電極___(填“A”或“B”)遷移。LiOH2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－陰極陽極2Cl－－2e－===Cl2↑B課堂練習(xí)任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉

生活中為了使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力以及增加表面硬度和美觀，通常在這些金屬表面鍍上一薄層在空氣或溶液中不易發(fā)生變化的金屬(如鉻、鎳、銀)和合金(如黃銅)。這是什么原理呢?任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉

電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。主要目的是增強(qiáng)金屬抗腐蝕能力，增加美觀或表面硬度。鍍層金屬通常是鉻、鎳、銀、黃銅等。標(biāo)價90000鍍銀水壺鍍金手表標(biāo)價1000000鍍金金條標(biāo)價5000000以上是通過電鍍完成的，表面為貴金屬，內(nèi)部則是價格低廉的一些金屬(也就是假貨)，那么，到底什么是電鍍呢?任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉

電鍍時，通常把待鍍的金屬制品一端作陰極，把鍍層金屬一端作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。在直流電的作用下，鍍件表面覆蓋上一層均勻、光潔而致密的鍍層。待鍍金屬(鍍件)鍍層金屬含鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液電鍍液【理論分析】任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉【思考交流】【問題1】如圖所示，在鐵制鑰匙上面鍍銅，回答下列問題。陽極材料：電極反應(yīng)：陰極材料：電極反應(yīng)：

鍍層金屬Cu

Cu－2e－===Cu2＋；

待鍍金屬鑰匙

Cu2＋＋2e－===Cu?！締栴}2】電解質(zhì)溶液Cu2＋濃度如何變化？Cu2＋濃度保持不變【問題3】粗銅中含鋅、銀、金等雜質(zhì)，結(jié)合電解原理如何設(shè)計(jì)電解池進(jìn)行粗銅的精煉?任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉陽極粗銅中金屬鋅失電子嗎？陽極陰極(粗銅)(純銅)Cu-2e-＝Cu2+等Cu2+＋2e-＝Cu硫酸銅溶液任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉【問題4】寫出電解精煉(粗銅含鋅、銀、金等雜質(zhì))中陽極、陰極的主要電極反應(yīng)，并分析電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度變化。

硫酸銅溶液陽極(粗銅)Cu-2e-＝Cu2+等粗銅含有鐵、銀、金等雜質(zhì)，接通直流電源后，粗銅中排在Cu前面的金屬在陽極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)入溶液中。Zn-2e-＝Zn2+Ni-2e-＝Ni2+Zn2+、Ni2+比Cu2+難還原，故不在陰極得電子析出，而只是留在電解質(zhì)溶液里。任務(wù)二

認(rèn)識電鍍和電解精煉【問題4】寫出電解精煉(粗銅含鋅、銀、金等雜質(zhì))中陽極、陰極的主要電極反應(yīng)，并分析電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度變化。

陽極(粗銅)Cu-2e-＝Cu2+等銀、金等金屬雜質(zhì)的失電子能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子，故以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。Zn-2e-＝Zn2+Ni-2e-＝Ni2+陽極泥可作為提煉金、銀等貴金屬的原料硫酸銅溶液電解質(zhì)溶液中Cu2＋濃度減小1.正誤判斷(1)在Fe上電鍍Zn，應(yīng)用Zn作陽極，用ZnSO4溶液作電鍍液(2)電解精煉銅時，粗銅作陽極，活潑性比Cu弱的雜質(zhì)金屬成為陽極泥沉在陽極區(qū)(3)電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液的成分不發(fā)生變化(4)電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”，屬于物理變化√√××課堂練習(xí)2.金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，思考回答下列問題：(1)陽極發(fā)生_____反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：_____________________________________________________。(2)電解過程中，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量_______(填“相等”或“不相等”)。(3)電解后，溶液中存在的金屬陽離子有___________、Ni2＋等。(4)電解后，電解槽底部含有________等金屬。氧化Ni－2e－===Ni2＋，F(xiàn)e－2e－===Fe2＋，Zn－2e－===Zn2＋不相等Fe2＋、Zn2＋Cu、Pt課堂練習(xí)【問題1】電冶金的原理是什么？

【問題2】電解法常用于制備哪些金屬？【閱讀歸納】閱讀教材p104頁“電冶金”相關(guān)內(nèi)容，回答以下問題。金屬冶煉的本質(zhì)是使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程(Mn＋＋ne－===M)，用電解法可將通常極難被還原的活潑金屬從其化合物中還原出來即電治金。電解法用于冶煉較活潑的金屬，如鈉、鈣、鎂、鋁等。任務(wù)三

認(rèn)識電冶金任務(wù)三

認(rèn)識電冶金熔融NaCl陰極陽極e-e-Na+Cl-2Cl-－2e-

=Cl2

氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Na++e-=Na2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑電解【問題討論】試分析惰性電極電解熔融氯化鈉，離子遷移方向，電子移動路線，陰、陽極半反應(yīng)?(1)電解熔融NaCl裝置示意圖陰極環(huán)繞在陽極外面，兩極之間用隔膜D隔開。NaClCl2陰陽陰(2)電解時的反應(yīng)陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑；陰極：2Na＋＋2e－===2Na；總反應(yīng)：__________________________。2NaCl(熔融)===2Na+Cl2↑電解【閱讀歸納】分析冶煉金屬鈉的實(shí)例，完成下列填空并寫出電解時的反應(yīng)。任務(wù)三

認(rèn)識電冶金冰晶石

2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑電解【問題3】寫出電解法制備這些金屬的總反應(yīng)式以及電極反應(yīng)式。(熔融)電解Mg+